Dnes opět přichází čas na další projekt, který vypadá, jako kdyby vypadl ze sci-fi. Přesto se jedná o vážně míněnou záležitost, kterou dokonce agentura NASA finančně podpořila, aby bylo možné prostudovat její reálné možnosti. Agentura má k tomuto účelu vytvořený program NIAC, v rámci kterého podporuje odvážné technologické nápady, které mají k praktickému využití zatím daleko. Důležité však je, že mají potenciál a nejsou to žádné nepodložené nesmysly. Dnes se podíváme na návrh, jak stavět velké vesmírné konstrukce.
Objevy exoplanet v obyvatelných zónách u svých hvězd mají v astrofyzice jednu z nejvyšších priorit. Ovšem přímé zobrazení by nejvíce výrazně profitovalo z mnohem větších průměrů dalekohledů než má Teleskop Jamese Webba, který již posunul hranice rozkládacích technologií a programových/rozpočtových možností. Metody založené na principu Starshade, ať už by se uplatnily na kosmických teleskopech, jako je Habitable Worlds Observatory, či pozemské observatoře, mají potenciál zvýšit naše pozorovací možnosti bez nutnosti vypouštět teleskopy se stále většími průměry apertur.
Konstrukce těchto starshades s sebou nese nutnost nízké hmotnosti, objemu při startu a vysoké stability, přesnosti a velikosti (u některých misí až přes 100 metrů), což zůstává výraznou technologickou výzvou, protože zatížení může být pro ultralehké konstrukce významné během otáčení teleskopu a udržování jeho polohy během pozorování. Návrhy velkých kosmických struktur jsou stále ovlivňovány požadavky na dynamickou stabilitu, které jsou spojeny s požadavky na přesnost. Tradiční materiály představují inherentní kompromis mezi tuhostí a tlumením, což omezuje provozní schopnosti a dynamickou přesnost výsledných prostorových konstrukcí.
Nedávné pokroky na poli tzv. disipativních metamateriálů a fononických krystalů představují příležitost k narušení tohoto kompromisu a vytvoření struktur s vysokou tuhostí a vysokým tlumením, jakožto i struktur s fononickými pásmovými mezerami (tj. zakázaným frekvenčním rozsahem pro šíření mechanických vln) pro potlačení módů. Studie podpořená v rámci programu NIAC má navrhnout strukturu starshade, která by využila inovativní disipativní a fononické metamateriály k návrhu ultrastabilních stínících struktur se zlomkem hmotnosti oproti tradičním rozkládacím návrhům. Díky nižší hmotnosti stínících konstrukcí a nižší spotřebě paliva může tato technologie zásadně změnit naše možnosti objevování exoplanet.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/01/niac-2025ph1-gregg.png
No dobře. Koukám na potenciálně velmi velké ale lehké konstrukce s vlastností potlačit kmitání nebo rezonanci. Jak to ale koresponduje s větou „mají potenciál zvýšit naše pozorovací možnosti bez nutnosti vypouštět teleskopy se stále většími průměry apertur.“?
Protože tyhle velké konstrukce se netýkají teleskopů samotných, ale tzv. starshades, tedy stínítek, která budou s teleskopy spolupracovat. jinými slovy – teleskop může mít stále stejně velkou (malou) aperturu.
aha, tiez som si myslel, ze cely trik je v tom, poskladat viac modularnych zrkadiel vedla seba a tym padom zvacsit mnozstvo svetla, ktore sa odrazi do vedeckej casti teleskopu.
Toto by řešení mohlo být. Jak popisujete, více menších zrcadel na velké pevné stínící platformě.
Myslím že tady jde o to, že Webb je schopen planety pozorovat, jenže kvůli přesvícení mateřskou hvězdou je to k ničemu, pokud nejsou hodně daleko od hvězdy. Stínítko by mu umožnilo sledovat planetu mnohem líp. Starship umožní vypustit mnohem větší, ale levnější teleskop než Webb 7-8 m zrcadlo bez složitého sklápění.
Až se bude řešit náhrada Webba vynášená Starship nebo něčím podobným, tak bude 8 m zrcadlo považované za nedostatečně velké a bude se skládat aspoň patnáctimetrové. Edit: Ale postupuje technologie vědeckých družic pracujících ve formaci, takže by místo toho mohly být vynesené třeba 4 osmimetrové opticky spojené ve formaci (případně na nějakých nosnících podobných těm z článku) a mohlo by to fungovat slušně. ESO to už rutinně používá na pozemních teleskopech.
Webb (JWST) stínění má. Jedná se o odstínění tepelného záření. Směrem ke Slunci pochopitelně nic nesleduje, je příliš citlivý. … Vy ale máte na mysli stínítko hvězdy při pozorování jiného hvězdného systému.
Přesně tak si to také představuji – velká platforma držící dvě nebo více zrcadel o „normálním“ průměru a daleko před tím ještě stínítko. Jde o to, že prostorové rozlišení závisí především na „rozměru“ dalekohledu a není přitom potřeba mít zrcadlo všude (to je užitečné pro množství světla, ale je-li zdroj záření dostatečně výkonný, tak to nepotřebujeme). Ale pro efektivní odstínění mateřské hvězdy zase platí, že stínítko musí být dostatečně daleko, aby hvězdu zastínilo na všech částech zrcadla, ale přitom aby nestínilo planetu, která je úhlově vzdálena jen nepatrně – a právě sem míří tento projekt především.